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1、国产化双向拉伸薄膜生产线开发成功的经验总结唐荣坡 (汕头远东装备公司)一、设备技术概况我公司多年来始终以技术开发为宗旨，不断地进行技术积累，提高设备制造过程中 的技术含量，经2002年12月份制造出整套与国际同类产品较接近的年产5000吨BOPP 薄膜生产线设备，并一次试机成功。于今年又相继成功的开发了年产7000吨及10030吨 的双向拉伸聚脂薄膜(BOPET)生产线已经投向国内市场，并得到印度、巴基斯坦、乌克兰 等国家的客户青睐。“远东”的双轴定向平膜分步拉伸法的BOPP、BOPET机组的成功标志着远东公司决定 与桂林电科所、南京兰埔成及其它科研单位合作、优势互补，共同发展双向拉伸薄膜的民
2、 族工业的决策是正确的。在远东公司成功的BOPP、BOPET机组上，我们可以看到了即消化 吸收了世界先进公司特长，又充分考虑了我国制造技术的特点的生产线的技术水平，其 稳定性，可靠性，自动化水平和产品质量已接近了同类引进生产线的水平。 我公司生产的BOPP、BOPET生产线中，我们选用一套串联主机和二台辅机、构成一 个可生产三层共挤薄膜的生产线，BOPP生产线可产：普通平膜、消光膜、珠光膜、单面热封 膜、双面热封膜等。其厚度范围为1550um，宽度为42米，机械最大速度为180mmin，生 产能力以厚度20um为计算依据，其产量为5800ty。BOPET生产线可以包装用膜、金属化 膜、电器绝缘
3、膜等、其厚度范围为1240um宽度为52米，机械最大速度为260mrain，生 产能力以20urn计算，年产超10000吨。 二、生产线总体选体特点： 1、生产线的操作及控制全部由PIE控制。对挤出机组传动装置实行速度控制压力控 制，对主挤出机和冷鼓保证有极高的传动精度，以确保薄膜纵向公差的均匀性。BOPP纵 向拉伸采用小间隙单点拉伸，拉伸倍数由1；1到1：7之间任意设定和可调。BOPET纵向拉 伸采用大间隙单点拉伸，拉伸倍数由1：1到1：4之间，根据工艺设定。冷鼓和纵拉慢速辊 之间，以及纵拉快速辊和横拉之间采用张力传器进行速度协调。从冷鼓开始至牵引机组 的速度给定呈速度链关系，保证生产线的线
4、速度是协调的。为了提高整个生产线的稳定 性及可靠性，我们采用了本门子公司s7系列高等级可编程序控制器，所有传动系统均采 用西门子或欧陆全数字调速装置，并配置有PROFIBUS现元气总线通讯卡、能直接联网与 PLC控制器构成现场总线网络。操作人员只需选调操作键盘、调动画面就能直观地监视或 高速各种工艺参数，例如：温度、压力、速度、拉伸比等。及生产过程要求多种形式的速度一101一快速变换，以及自动调节，等比调节，程序动作，前后跟踪等。 2、为了保证生产线连续稳定可靠的生产，我们选用的配套设备，如模头、测厚仪、电晕 处理、电机、减速器等均为国内外知名厂家的产品。3、一般认为，拉伸机组各主要机构的运动
5、速度应具有05左右的精度和稳定性，在本 设备的传动装置、我们为了提高控速精度，没有采用测速发电机反馈，而是采用编码器反 馈，其控速精度可提高10倍。这样来保证工作机构运动速度，拉伸倍数的稳定性和准确 性。4、在拉伸过程中。结晶与定向是否均匀，程度大小是否适当，关键在于材料温度的均 匀和稳定，为了保证温度的准确。我们的BOPP纵拉采用油加热，BOPET采用软化水加热； 横拉机同样采用油加热。由铂电阻检测温度，输入PLC并通过PID运算。输出420MA横 拟量信号，控制比例流量控制阀来实现温度控制，温度控制器采用s7400FM455温度控 制模板，每块FM455可同时控制16路温度点，即可采用PI
6、D控制方式，又可采用模糊逻辑 控制，并具有自适应功能，温度控制参数可自整定。 二、生产线工艺配制及输送系统 1、原料的配制及输送系统为了确保配料的均匀及稳定性，我们BOPP选用的输送方案，采用容量法计量，保证 准确计量，严格主辅料的配比，系统内设有完美的混料装置，保证了主辅料混合的均匀性， 系统内还设有负压装置，原辅料均采用负压、抽吸的方进行原辅料的输送，减少粉料的形 成。BOPET一级切片采用稀相正压输送方式。主层切片计量混合后，采用二级回转阀密相 输送，共特点是由于采用气刀阀，切片在输送管道中状态是一段气一段料，气料比小，用气 量少。切片与管道磨擦小，粉尘率降低。切片之间位移少，可保持已有
7、的混料效果。切片 的计量采用螺杆输送原理，靠变频调速实现计量各种切片的配比，经过计量各种切片同时 连续进入静态混合装置进行流态连续混合后通过二级输送到予结晶干燥系统，切片干燥 采用BM式结晶干燥设备，根据特殊工艺要求，切片结晶行程可以作特别处理，以免出现 切片结晶不匀、结块，导致切片干燥，品质下降。干燥塔内采用连续料位仪，与结晶进料量 构成动态反馈控制，保证切片结晶形成动态平衡，保证切片干燥的品质。干燥系统采用美 国进口无热再生分子筛除湿机，使空气除湿效果达到露点一800以下，以此作保障，可以使 切片含水率达到20ppm以下，保证挤出系统对原料的要求。2、挤出机系统 挤出机系统扩们重点考虑了主
8、挤出机，对主挤出机我们考虑了两个方案，第一、采用 串联挤出机方案；第二、采用单挤出机加计最泵方案。我们认为这两种方案均是可行方 案，国外引进生产线中均有采用，最后我们选用串联挤出机形式。在设计国内第一台每小 时产量1000kg的串联挤出机过程中，公司技术人员和业内专家一道努力，历时三个月，做 了无数次改造，解决了三大问题。 3、保证物料充分塑化和均匀混合，在熔体中消灭鱼眼、晶点及气泡。成膜塑性状态下 拉伸扩张不破膜。1024、解决熔体压力的波动，在熔化段均化段、设置料流缓冲功能，既达到稳压，又增进塑化，保证不因熔压波动而造成薄膜纵向厚薄不均导致破膜。 5、解决占原料20的夹带大量空气的松散低密
9、度粉碎边料，在机筒内与原料混合塑 化后的熔体致密性。试验后的螺杆压缩比确定，保证了挤出粘性流体的均匀预定的挤出 量。达到出模口的熔体压力波动低，而保证加熔压波动造成破膜不正常。 经过了许多个不眠之夜，才终于达到不用计量泵就能定量、定压、定温的将物料挤出 成型并双向拉伸成膜，完全成功的制造出适合高要求的BOPP使用的串联挤出机，又填补 了我国塑机制造的一项空白。 主辅挤出机我们都特别设计了带式连续自动换网装置，主挤出机在BOPP采用了柱 型长效过滤器，在BOPET采用碟式过滤器，过滤精度达到20um具有过滤面积大，采取这 两项措施后，将会很好地延长生产线连续生产的周期，减少了开停机次数，延长了连
10、续生 产的时间，提高生产效率，降低原料消耗，大大地改善了生产。 3、铸片成型系统 在该系统中我们BOPP选用了水槽冷鼓气刀式铸片机，冷辊直径为12m采用双向逆 流螺旋夹套，BOPET选用了单向快速流动的夹套来循环通过冷冻水，从而保证了冷辊表 面温度均匀性和稳定性，根据拉膜工艺要求，铸片的平整及光滑是是拉膜好坏的关键之 一，在设备制造中对辊面的处理是我人制造工艺的重中之重，对成型冷鼓，纵拉的预热辊、 拉伸辊、定型辊，均采用了我公司的专利技术，超精研磨装置，该技术可靠的保证了辊面的 高光洁度和极高的镜面辊筒，确保了膜片的光滑平整，提高了制膜品质。 我们深知对设备信赖最密切的，莫过于薄膜的均匀性宏观
11、厚度均匀性和微观聚 态均匀性，所以我们选择了BLOEREN模头和NDC测厚。该系统所选用的模头是从美国 EDICLOEREN公司引进，与美国公司NDC红外线测厚仪配套，通过模头中的热膨胀螺 栓，进行薄膜厚度的控制，确保整套装置稳定可靠的运行。4、纵向拉伸系统 BOPP系统有10个预热辊、4个拉伸辊、2个定型辊，纵拉拉伸倍数18倍，厚片宽度 660ram，快速区5-50mrain，快速区20-180mmin，2组速控，7组油加热。BOPET系统有8 个预热辊、2个拉伸辊、3个定型辊，纵拉拉伸倍数14倍，厚片宽度1720ram，拉伸间隙 19(“-220mm，快速区5-80mmmin，快速区5-2
12、60mrain，5组速控，7组软水加热。纵向拉 力和拉伸所需的湿度场都是由纵拉机中一系列辊筒的速度变化及温度付给的。5、横拉系统 BOPP线速180mmin，横拉拉伸倍数7一lO倍，BOPET线速260mmin，横拉拉伸倍数 34倍，横拉机链铗，导轨组件是横拉机(TOO)的磁键部分，BOPP链铗为滑动式链铗，主 要由铗体铗柄座等组成，BOPET链铗为滚动式链铗在1型号轨上运行，主要由铗体和双夹 柄，滑座及轴承等组成。整机数量约1800套。每个铗体均经过56道工序的精密加工，具有 很好的互换性。严格的材质保证和热处理工艺，使链铗具有较高的机械性能。平稳低噪的 滑行。BOPP横拉系统我们采用四区预
13、热，3区拉伸，4区不定期型，2区中性，1区冷却组一103一成。其系统加热是通过150万大卡的油锅炉从热油对横拉加热区进热，其温度控制均由计 算机调控，温度控制稳定可靠，误差在正负1度之间，符合工艺要求。 我们对横拉所有用的静压箱进行了多种结构的试验，我们根据离心风机特性曲线的差异性和流体力学原理，确定了箱体结构，经实测，压力稳定均匀。 6、牵引收卷系统 在该系统中我们考虑的重点是电晕处理，它关系到薄膜表面张力是否合格和表面张 长是否均匀的大问题，我们为了确保膜的质量，该电晕处理装置选取英国舒曼公司的电晕 处理装置，以便满足印刷等加工的要求。在收卷系统传动装置特别着重三个方面，A。保证在整个收卷
14、过程中，要保持薄膜张 力恒定或随着卷径的增大，薄膜张力按一定的规律递减(张力锥度控制)。B。保证连续不 间断收卷和自动换卷，当收卷辊满卷后，会启动自动换卷程序，薄膜被切断而平稳地过渡 到备用收卷辊继续收卷，收卷辊和备用收卷辊之间，自动完成张力控制和速度控制的转 换。c。收卷跟紧辊采用接触收卷和间隙收卷两种工作方式，但都要保证随着卷径的增大， 跟紧辊能自动后退。在接触收卷时，要保证跟紧辊的压力是恒定并且可调。并保证薄膜表 面不擦伤。 四、国产BOPP、BOPET设备的现状及期望 远东制造的BOPP设备已在国内4个城市投产，BOPET设备也开始在南京、郑州进入 安装，远东公司一步一个脚印，从去年的
15、150rerain线速的40005000吨年产的双拉生产 线，跨越到今年的线速26(knmin的7000-8000吨年产的双拉生产线，但与世界先进水平 相比，还有一定的差距，我们一定要扎实的迎头赶上，为中国的双向拉伸技术实现突破之 后，要更上一层楼。从所周知，BOPP、BOPET双拉薄膜是包装领域的重要产品，双拉薄膜技 术是1958年由意大利蒙特长蒂公司首创，至今全球年产量约300多万吨。我国产量约占 三分之一，设备基本向德国布鲁克纳、日本三菱重工、法国DlCr三家进El，我国在去年仅 向德国布鲁克纳公司就输入近二亿欧元设备，远东公司开创双向拉膜生产线整厂设备一 家制造的先河，打破双拉设备进E
16、l的局面，为中国塑机发展谱写新的篇章。 虽然我们生产线还不能制造出双拉薄膜的最高级产品。尽管如此，我们与进口线相 比也有明显的优势。 其一，灵活性。可根据用户要求及习惯对设备进行配置及设计，包括不同的厂房及公 共工程的设置。能在保证正常拉膜生产的情况下，节省能源及投资。 其二，明显的价格优势。国产价格是进口单机的三分之一。由于设备折旧、投资货款、 代款利息在产品价格中占有较大比例。所以国产线可在较大的范围内降低产品薄膜成 本。增强了竞争力。 其三，我们的5000吨年生产线具有一定的规模效益。也可灵活转产各种不同类型的产品。 其四，国产线有更快的建设周期。更好更快捷的售后服务。并且零配件极易解决，维 修成本极低。104“远东”的薄膜生产线有结合我国国情的优点，在环境的适应上和用户需求上应比国 外公司更能适应中小型企业。
